(57)【要約】【課題】ポーラスコンクリートの材料を混練するためのミキサーとして傾胴式ミキサーを用いた場合であっても、モルタル塊や材料分離を生じることなく、均一な構造を有する良好なポーラスコンクリートを製造することのできる方法を提供する。【解決手段】（Ａ）粗骨材、水および減水剤の各々の全配合量の７０〜１００質量％、およびセメントの全配合量の０〜２０質量％を、傾胴式ミキサー内で混合し、減水剤が均一に分散した混合物を得る工程と、（Ｂ）工程（Ａ）で得られた傾胴式ミキサー内の混合物に材料の残部（主にセメント）を加えて混練し、ポーラスコンクリートを得る工程とを含むポーラスコンクリートの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともセメント、粗骨材、水および減水剤を材料として用いるポーラスコンクリートの製造方法であって、
粗骨材、水および減水剤の各々の全配合量の７０〜１００質量％、およびセメントの全配合量の０〜２０質量％を、コンクリートの練り混ぜ用のミキサー内で混合する第一の工程と、
前記ミキサー内の混合物に材料の残部を加えて混練し、ポーラスコンクリートを得る第二の工程と、
を含むことを特徴とするポーラスコンクリートの製造方法。
【請求項２】
前記ミキサーとして非強制練りミキサーを用いる請求項１に記載のポーラスコンクリートの製造方法。
【請求項３】
前記非強制練りミキサーが傾胴式ミキサーである請求項２に記載のポーラスコンクリートの製造方法。
【請求項４】
前記第一の工程と前記第二の工程の少なくとも一方において、細骨材を加える請求項１〜３のいずれか１項に記載のポーラスコンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の連続空隙を有し排水性等に優れるポーラスコンクリートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポーラスコンクリートは、多数の連続空隙を有しかつ空隙の体積割合が大きいことから、排水性、吸音性等が良好であり、車道、歩道、駐車場、河川の護岸、屋上庭園、車道の防音壁等の硬化体の材料として使用されている。
従来、ポーラスコンクリートの硬化前の混練物を調製する方法として、種々の方法が知られている。
例えば、高炉セメントおよび粗骨材を強制練りミキサーに順次投入して空練りした後、セメント分散剤を練り混ぜ水とともに添加して練り混ぜ、ポーラスコンクリートを得る方法が知られている（特許文献１参照）。
また、セメント、高炉スラグ微粉末、水および分散剤（高性能減水剤）をモルタル混練用のホバートミキサーを用いて混練し、ペーストを得た後、このペーストを粗骨材とともに二軸タイプのミキサーに投入して混練し、ポーラスコンクリートを得ることが知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２１７２７７号公報
【特許文献２】特開平１１−２６８９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の特許文献１、２にも記載されているように、従来、ポーラスコンクリートの材料を混練するためのミキサーとして、二軸型ミキサー、パン型ミキサー等の強制練りミキサーが用いられている。ここで、強制練りミキサーとは、回転する撹拌羽根によって強制的に練り混ぜるようにしたミキサーをいう。
傾胴式ミキサー等の非強制練りミキサーを用いて、ポーラスコンクリートの材料を混練した場合には、団子状のモルタル塊や材料の分離が生じ、均一な構造を有する良好なポーラスコンクリートを得ることができない。
そのため、傾胴式ミキサーの如き非強制練りミキサーのみを設置しているコンクリート製造工場においては、ポーラスコンクリートを製造することができないという問題があった。
本発明は、このような問題を解消しようとするものであり、ポーラスコンクリートの材料を混練するためのミキサーとして傾胴式ミキサー等の非強制練りミキサーを用いた場合であっても、モルタル塊や材料分離を生じることなく、均一な構造を有する良好なポーラスコンクリートを製造することのできる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ポーラスコンクリートの材料を混練するためのミキサーとして傾胴式ミキサー等の非強制練りミキサーを用いた場合であっても、ポーラスコンクリートの材料のうち、まず、粗骨材、水および減水剤をミキサー内で所定時間混合して、減水剤が均一に分散した混合物を得た後、この混合物に対してセメントを加えて更に所定時間混練すれば、モルタル塊や材料分離を生じることなく、均一な構造を有する良好なポーラスコンクリートを得ることができるという知見を見出し、本発明を完成した。
【０００５】
すなわち、本発明（請求項１）のポーラスコンクリートの製造方法は、少なくともセメント、粗骨材、水および減水剤を材料として用いるポーラスコンクリートの製造方法であって、粗骨材、水および減水剤の各々の全配合量の７０〜１００質量％、およびセメントの全配合量の０〜２０質量％を、コンクリートの練り混ぜ用のミキサー内で混合する第一の工程と、前記ミキサー内の混合物に材料の残部を加えて混練し、ポーラスコンクリートを得る第二の工程とを含むことを特徴とする。
前記ミキサーとしては、例えば、非強制練りミキサーが用いられる（請求項２）。
ここで、非強制練りミキサーとしては、例えば、傾胴式ミキサーが挙げられる（請求項３）。
本発明の方法は、前記第一の工程と前記第二の工程の少なくとも一方において、細骨材を加えることができる（請求項４）。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のポーラスコンクリートの製造方法によれば、混練用のミキサーとして傾胴式ミキサー等の非強制練りミキサーを用いた場合であっても、モルタル塊や材料分離を生じることなく、均一な構造を有する良好なポーラスコンクリートを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明においては、ポーラスコンクリートの材料として、セメント、粗骨材、細骨材、水、減水剤および必要に応じて配合される混和材等が使用される。
セメントとしては、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント等のポルトランドセメントや、エコセメント等が使用される。
粗骨材としては、砂利、砕石またはこれらの混合物や、軽量骨材等が使用される。
粗骨材の粒径は、通常、１．２〜２０ｍｍである。粗骨材の粒径は、ポーラスコンクリートの用途に応じて適宜定められる。
【０００８】
細骨材としては、川砂、海砂、山砂、砕砂またはこれらの混合物等が使用される。細骨材を配合することによって、混練物の硬化後の乾燥による収縮を抑制することができる。
細骨材の粒径は、粗骨材の粒径が５ｍｍ以上の場合、５ｍｍ未満、好ましくは２．５ｍｍ以下であり、粗骨材の粒径が１．２ｍｍ以上で５ｍｍ未満の場合、５ｍｍ未満、好ましくは１．２ｍｍ以下である。
細骨材の粒径が粗骨材の粒径に近すぎると、細骨材を配合することによる上述の効果（硬化後の収縮の抑制）を十分に発揮することができなくなる。
細骨材の配合量は、セメント１００質量部に対して、通常、０〜１５０質量部、好ましくは２０〜１２０質量部である。細骨材の配合量が１５０質量部を超えると、混練物の強度発現性が低下する。
水の配合量は、セメント１００質量部に対して、好ましくは、１５〜３０質量部である。該配合量が１５質量部未満では、混練後の打設等の作業の可能な時間を十分に確保することができないうえ、成形性、作業性等が低下する。該配合量が３０質量部を超えると、造粒後の粒体同士の結合が起こり、互いに独立した粒体とならず、また、ペーストまたはモルタルの流れ落ちが生じるので、打設して硬化した後の連続空隙の形成が不十分かつ偏在化して、透水性が低下する。
【０００９】
減水剤としては、例えば、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤が使用される。
減水剤の配合量は、セメント１００質量部に対して固形分換算で好ましくは、０．１〜２．０質量部、より好ましくは０．４〜１．６質量部である。該配合量が０．１質量部未満では、混練後の打設等の作業の可能な時間を十分に確保することができないうえ、成形性、作業性等が低下する。該配合量が２．０質量部を超えると、造粒後の粒体同士の結合が起こり、互いに独立した粒体とならず、また、ペーストまたはモルタルの流れ落ちが生じるので、打設して硬化した後の連続空隙の形成が不十分かつ偏在化して、透水性が低下する。
減水剤は、液状と粉末状のいずれでも使用可能である。
【００１０】
必要に応じて配合される混和材としては、例えば、高炉スラグ粉末、フライアッシュ、シリカフューム、石灰石粉末、珪石粉末等の無機質粉末が挙げられる。
セメントと混和材の合計量中の混和材の割合は、混練物の強度発現性の観点から、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下である。
粗骨材１００容量部に対するペーストまたはモルタルの配合量は、好ましくは３０〜８０容量部である。該配合量が３０容量部未満では、混練物の強度発現性が低下する。該配合量が８０容量部を超えると、造粒後の粒体同士の結合が起こり、互いに独立した粒体とならず、また、ペーストまたはモルタルの流れ落ちが生じるので、打設して硬化した後の連続空隙の形成が不十分かつ偏在化して、透水性が低下する。
【００１１】
次に、本発明のポーラスコンクリートの製造方法を構成する第一の工程および第二の工程について説明する。
［第一の工程］
第一の工程は、本発明の方法の前半の工程であり、粗骨材、水および減水剤を、コンクリートの練り混ぜ用のミキサー内で混合する工程である。
本工程における粗骨材の使用量は、粗骨材の全配合量の７０質量％以上、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、特に好ましくは１００質量％である。該使用量が７０質量％未満では、第二の工程において、モルタル塊や材料分離を生じることがある。
本工程における水および減水剤の使用量は、粗骨材と同様であり、各々の全配合量の７０質量％以上、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、特に好ましくは１００質量％である。該使用量が７０質量％未満では、第二の工程において、モルタル塊や材料分離を生じることがある。
本工程におけるセメントの使用量は、セメントの全配合量の２０質量％以下、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下、特に好ましくは０質量％である。該使用量が２０質量％を超えると、第二の工程において、モルタル塊や材料分離を生じることがある。
【００１２】
本工程における細骨材の使用量は、細骨材の全配合量の０〜１００質量％である。細骨材は、第一の工程と第二の工程の使用量の比率を変化させても、ポーラスコンクリートの品質や、均一な混合物を得るのに必要な練り混ぜ時間等に影響を与えることがない。
本工程における無機質粉末等の混和材の使用量は、混和剤の全配合量の０〜１００質量％である。混和材は、第一の工程と第二の工程の使用量の比率を変化させても、ポーラスコンクリートの品質や、均一な混合物を得るのに必要な練り混ぜ時間等に影響を与えることがない。
【００１３】
コンクリートの練り混ぜ用のミキサーの種類は、特に限定されないが、非強制練りミキサーを用いたポーラスコンクリートの製造を可能にするという本発明の目的から、二軸型ミキサー、パン型ミキサー等の強制練りミキサー以外のミキサー（すなわち、非強制練りミキサー）を用いることが望ましい。
非強制練りミキサーの典型例としては、傾胴式ミキサーが挙げられる。
傾胴式ミキサーは、開口部を有する回転式のドラムを傾胴機構に傾胴可能に取り付けたものであり、コンクリート材料の混練時には、開口部を斜め上方に向けた状態でドラムが回転し、ドラムの内周面に取り付けてある混練羽根によって、ドラム内のコンクリート材料が上方に持ち上げられては自重で落下するという動作を繰り返して混練が行なわれ、混練が完了すると、ドラムが傾胴して開口部が斜め下方を向き、混練済みのコンクリートが排出されるように構成したミキサーである。
【００１４】
第一の工程における混合時間は、ミキサー内の材料の量およびミキサーの種類によっても異なるが、好ましくは３０秒以上、より好ましくは１〜５分、特に好ましくは１〜３分である。該混合時間が３０秒未満では、減水剤を混合物中に均一に分散させることが困難となり、後述の第二の工程に進んでも、均一な構造を有する良好なポーラスコンクリートが得られないことがある。該混合時間が５分を超えると、製造効率が低下するので、好ましくない。
【００１５】
なお、混合の手順としては、まず、粗骨材および水をミキサー内に投入して５〜１５秒混合した後、減水剤を投入して更に３０秒以上（好ましくは１分以上）混合することが望ましい。
第一の工程で得られる混合物は、通常、泡が発生した状態となる。透水性を有しない普通のコンクリートを製造する場合には、コンクリートの混練時に泡立ちが生じると、打設して硬化した後のコンクリート中に空隙が存在して強度の低下を招くことになり、好ましくないが、本発明においては、空隙の体積割合が大きいポーラスコンクリートを対象としているので、泡立ちが問題となることはない。
なお、泡立ちを軽減するために消泡剤を配合してもよい。
【００１６】
［第二の工程］
第二の工程は、本発明の方法の後半の工程であり、第一の工程で得られたミキサー内の混合物に対して、ポーラスコンクリートの材料の残部を加えて混練し、打設等による成形を行なう前のポーラスコンクリートの混練物を得る工程である。
本工程において、セメントの使用量は、第一の工程の使用量の残量であり、具体的には、セメントの全配合量の８０質量％以上、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上、特に好ましくは１００質量％である。
本工程において、粗骨材、水および減水剤の使用量は、各々、第一の工程の使用量の残量であり、具体的には、これら材料毎に全配合量の３０質量％以下、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下、特に好ましくは０質量％である。
【００１７】
本工程における細骨材および混和材の使用量は、各々、第一の工程の使用量の残量であり、これら材料毎に全配合量の０〜１００質量％である。
第二の工程における混練時間は、ミキサー内の材料の量およびミキサーの種類によっても異なるが、好ましくは３０秒以上、より好ましくは１〜１０分、特に好ましくは２〜５分である。該混練時間が３０秒未満では、材料を均一に混練することが困難となり、均一な構造を有する良好なポーラスコンクリートが得られないことがある。該混練時間が１０分を超えると、打設等の作業が可能な時間が減少するうえ、製造効率が低下するので、好ましくない。
混練の完了後、ミキサーから排出される混練物は、連続空隙を有する良好な硬化体を形成することのできるポーラスコンクリートとして用いられる。
【実施例】
【００１８】
以下、実験例によって本発明を説明する。
［実施例１］
（１）使用材料
ポーラスコンクリートの材料として次の材料を用いた。
１）セメント：普通ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製）
２）混和材：高炉スラグ粉末（第一セメント（株）製；商品名「ファインセラメント１０Ａ」）
３）細骨材：山砂（粒径２．５ｍｍ以下；市原産細目）
４）粗骨材：砕石７号（粒径２．５〜５．０ｍｍ；青梅産）
５）減水剤：ナフタレンスルホン酸系高性能減水剤（花王（株）製；商品名「マイティ１５０」）
（２）材料の練り混ぜ
各材料を表１に示す配合量および表２に示す練り混ぜ方法で傾胴式ミキサー（ドラム容量０．１ｍ３）内に投入し混練した。
【００１９】
（３）混練物の評価
（ａ）目視評価
混練後、得られた混練物の状態を目視で評価し、良好な状態であれば「○」、モルタル塊および材料分離の発生が認められたら「×」とした。
（ｂ）曲げ強度の測定
得られた混練物を１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０ｃｍの型枠に投入し、振動タンパを用いて振動成形した。成形後、２０℃で２８日間水中養生し、ポーラスコンクリートの成形体を得た。この成形体（３本）を用いて、「ＪＩＳ  Ａ  １１０６（コンクリートの曲げ試験方法）」に準じて、曲げ強度を測定した。
（ｃ）連続空隙率の測定
上記（ｂ）の成形体（３本）を用いて、日本コンクリート工学協会の「エココンクリート研究委員会報告書ポーラスコンクリートの空隙率測定方法（案）」に準じて、連続空隙率（体積％）を測定した。
【００２０】
［実施例２、比較例１〜４］
表２に示すように練り混ぜ方法を変えたこと以外は実施例１と同様にして実験した。
以上の結果を表３に示す。なお、表３中の数値は、３本の成形体の測定値の平均値である。
【００２１】
【表１】
2005088270.tif 000002
【００２２】
【表２】
2005088270.tif 000003
【００２３】
【表３】
2005088270.tif 000004